共沉淀法回收钕铁硼油泥中有价元素氧化物的研究

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“城市矿山”理念的提出,使得人们对资源循环回收利用愈发关注。稀土作为重要的国家战略资源,在很多领域具有重要作用。因此,富含稀土钕、镨以及有价元素的钴、铁的永磁材料钕铁硼则成为了重要的回收原料。本论文通过改变传统的回收单一元素的复杂过程,开创新的“配合-共沉淀”法生产可作为制备二次钕铁硼原料的混合粉末在钕铁硼废料循环利用中具有重要作用。  本文针对从钕铁硼油泥中利用共沉淀法回收有价元素Me(Nd、Pr、Co、Fe)进行了研究:通过确立OH-OH、OH-CO3、 OH-C2H2O4、 OH-NH3、 OH-NH3-CO3、OH-NH3-C2H2O4六种体系,利用MATLAB搭建上述六种体系的热力学模型进行模拟“配合-共沉淀”;并将模拟得到的结果利用实验验证在六种体系下“配合-共沉淀”回收有价元素Me(Nd、Pr、Co、Fe)的效果;此外,还对回收过程中的油泥预处理效果以及最佳酸溶效果进行了研究。  Nd-Pr-Co-Fe“配合-共沉淀”体系实验通过利用蒸馏法和离心法对油泥预处理,两种方法处理后的NdFeB油泥能保持部分NdFeB主相,且利用离心法处理后的NdFeB油泥中各非有价元素含量都有相应的降低,颗粒均匀,达到了通过预处理去除部分有机液体和无机杂质元素的目的。此外,本论文通过对酸溶浸出率的研究,确立了其最优的盐酸浓度和液固比(Volume/Weight)分别是:4mol/L,V/W=30,在此条件下获得的高酸溶浸出率为提高有价元素回收率打下了良好的基础。  Nd-Pr-Co-Fe“配合-共沉淀”体系热力学模拟研究确立了各体系的pH值范围以及沉淀剂、配合剂的浓度选择,分别是:OH-OH体系:pH为5-9; OH-CO3体系:pH为3-7,0.1mol/L的碳酸钠;OH-C2H2O4体系:pH为(0.5-2.5)-9,0.01 mol/L的草酸;OH-NH3体系:pH为6-10; NH3-CO3体系:pH为3-7,0.1mol/L的碳酸铵;NH3-C2H2O4体系:pH为(0.5-2.5)-9,0.01mol/L的草酸。通过以上利用MATLAB的模拟计算,确立了六个体系下最优的共沉淀参数以及参数范围,为后续的共沉淀实验提供了坚实的理论依据以及指导。  Nd-Pr-Co-Fe“配合-共沉淀”体系实验找到了每个体系较优的pH值范围:OH-OH体系在pH=8时,有价元素的总量达到91.14%; CO3-OH体系在pH=6时,共其有价元素的总量达到92.14%; C2H2O4-OH体系在pH=2.5/9时,其有价元素的含量达到了98.05%; OH-NH3体系在pH=9时,有价元素总含量达到了98.54%;CO3-NH3体系在pH=7时,有价元素总含量达到了99.73%;C2H2O4-NH3体系在pH为1.5/9时,有价元素总含量达到了99.77%。以上共沉淀实验结果不仅表明六个体系下均可以获得含有较高有价元素百分比含量的混合粉末,同时也说明利用MATLAB热力学模拟可以提供较好的指导和借鉴作用。  Nd-Pr-Co-Fe“配合-共沉淀”体系实验通过对六种体系进行比较发现:OH-OH、CO3-OH、C2H2O4-OH三个体系制备的共沉淀混合粉末均存在含有一定量的Na+和Cl-杂质的问题,对制备二次NdFeB具有不利影响。而OH-NH3、CO3-NH3、C2H2O4-NH3三种体系制备的共沉淀混合粉末中去除了Na+和Cl-杂质,能较好的满足作为制备二次NdFeB原料的要求。
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